Способ концентрирования соков и установка для его осуществления Советский патент 1987 года по МПК A23L2/12 

Изобретение относится к консервной промышленности, а именно к способам и устройствам для концентрирования плодово- ягодных соков частичным вымораживанием.

Целью изобретения является повышение выхода и улучшение качества целевого продукта.

На фиг.1 схематично изображена предлагаемая устанока для концентрирования плодово-ягодных соков вымораживанием; на фиг.2 схематично показана трехступенчатая батарея из предлагаемых установок (секций) для обеспечения минимальных потерь концентрируемых соков.

Предлагаемая установка содержит воздуходувку 1, охладитель 2 воздуха, кристаллизатор для образования кристаллов льда и концентрата сока, выполненный в виде цилиндрического корпуса 3 с патрубком 4 для подачи сока и патрубка 5 отвода концентрата и установленным коаксиально внутри отрезком трубы 6, который снизу сообщен с охладителем 2 воздуха, а сверху имеет отражательный зонт 7. В верхней части кристаллизатора размещен патрубок 8 для отвода кристаллов льда в устройство для отделения кристаллов льда от концентрата, выполненное в виде вертикальной колонны 9, для отделения капель концентрата от кристаллов льда с откидным люком 10 с сетчатым вкладышем для выгрузки отработанного льда и штуцер 11 для отвода разбавленных капель концентрата в вакуумный сборник 12, соединенный с насосом 13 для возврата по трубопроводу 14 разбавленного концентрата в кристаллизатор.

Выгрузка отработанного льда осуществляется в дренаж 15. На всасывающих воздух патрубок воздуходувки 1, а также верхние части цилиндрического корпуса 3 кри- сталлизатбра и вертикальной колонны 9 установлены бактериологические фильтры 16 для исключения возможности попадания пыли из воздуха в сок или концентрат. Для спуска промывных вод при санитарной обработке на нижней части конусного днища кристаллизатора предусмотрен спускной штуцер 17.

В состав батареи входят сборник 18 и три установки, что достаточно для обеспечения трехкратного поточного концентрирования сока и двухступенчатой выгрузки отработанного льда, штуцеры для подачи сока в сборник-смеситель и первую, вторую и третью секции вымораживания и т. д.

Способ и работа установки поясняются примерами конкретного выполнения.

Пример 1. Осуществление предлагаемого способа концентрирования плодово-ягодного сока на предлагаемой установке (в данном случае мандаринового).

В нижнюю часть корпуса 3 подают предварительно охлажденный до мандариновый сок с исходным содержанием сухих

5

веществ 11,6%, в т. ч. 4% сахара. Одновременно через охладитель 2 воздуха в отрезок трубы 6 подают охлажденный до -5°С воздух (температура, соответствующая крио- скопической точке исходного сока). Воздух захватывает сок, поднимает его по трубе 6, представляюпдей собой эрлифт, охлаждая при этом, затем сок омывает зонт 7 и направляется вниз. Таким образом в кристалли заторе образовываются циркулирующие потоки сока.

По мере охлаждения сока в нем образовываются кристаллы льда и концентрат сока, причем в связи с замораживанием при указанной температуре образующиеся кристаллы льда состоят практически из чистой воды (содержат не более 0,08-0,1% сухих веществ) и являются крупными, сферической формы. Они собираются в верхней части колонны и по патрубку 8 поступают в вертикальную колонну 9, которая представляет

0 собой закрытый сверху цилиндрический корпус с откидным люком 10, выполненным с сетчатым ограничителем, причем колонна 9 подсоединена нижней частью через штуцер 11 к вакуумному сборнику 12 капель разбавленного концентрата сока, который перекачи5 вается водяным насосом через возвратный трубопровод 14 из вакуум-сборника 12 в сбор- ник 18. Попавщие в колонну 9 кристаллы льда обдуваются воздухом при 16°С (соответствующей в этом примере температуре окружающей среды). При этом с них сдуваются капельки концентрата сока, прилипшие к поверхности, и незначительное количество влаги в связи с небольшим оттаиванием поверхности кристаллов льда. Смесь концентрата сока с капельками влаги в сборнике 18 присоединяется к поступающему в него свежему соку. Первую ступень вымораживания проводят при температуре -5° С, вторую ступень вымораживания при температуре -11°С, а третью - при температуре - 18°С.

0 Пример 2. Концентрирование осуществляют на яблочном соке с содержанием 12,5% сухих веществ, в т. ч. 9,3% сахара, сок подают в сборник 18 и процесс проводят по примеру 1. Однако первую ступень вымораживания осуществляют используя воздух,

5 охлажденный до -7°С, вторую ступень - при температуре - 13°С, а третью - при температуре-20°С. Кроме того, для отделения капель концентрата сока от кристаллов льда в колонну 9 подают воздух с температуQ рой 23°С.

Пример 3. При поточном трехкратном концентрировании мандаринового или ябоч- ного соков в начале работы сок подают через патрубок 4. в сборник 18, отличающийся от корпуса 3 отсутствием патрубка 4 5 отрезка трубы 6, зонта 7 и патрубка 8. После заполнения сборника 18 сок из него через патрубок 5 перетекает по трубопроводу 19 через патрубок 4 в корпус 3 и

0

5

концентрируется в нем по примеру 1 от начального содержания сухих веществ 11,6; 12,5 (соответственно мандариновый и яблочный) до 29,6; 39,7%.

Образующийся на первой ступени лед отводится по патрубку 8 в колонну 9, разведенный концентрат из нее отсасывается в вакуумный сборник 12 и из него перекачивается по трубопроводу 14 обратно в сборник 18, а концентрат через патрубок 5 перетекает по трубопроводу 19 через патрубок 4 второй ступени в кристаллизатор, где содержание сухих веществ в нем повышается до 43,1; 51,3% и он подается через патрубок 5 по трубопроводу 19 через патрубок третьей ступени в кристаллизатор, где окончательно сгущается до 48,2; 57,4% содержания сухих веществ и выкачивается на расфасовку через патрубок 5.

Отработанный лед из колонн первой и второй ступени сбрасывают в дренаж 15, а в колонне 9 третьей ступени от постепенно полностью растапливается и через трубопровод 11 разбавленный концентрат отсасывается в сборник 12, откуда перекачивается по трубопроводу 14 обратно в кристаллизатор второй ступени. Подобное соединение ступеней частичного вымораживания соков в бата- рею дает возможность в два раза снизить потери сока по сравнению с выпариванием из него влаги под вакуумом.

Пример 4. При установившемся режиме работы батареи, включающей сборник-смеситель и три предлагаемых ступени, обеспечи- вающе трехступенчатое вымораживание при производительности по соку равной 1000 л/ч из первого кристаллизатора выходит 360 л/ч первичного концентрата мандаринового сока или 320 л/ч яблочного сока, из второго кристаллизатора соответственно 270 или 250 л/ч вторичного концентрата и из третьего кристаллизатора 240 или 215 л/ч готового мандаринового (с содержанием 48,2% сухих веществ) или яблочного сока (с содержанием 57,4% сухих веществ) кон- центрата. При этом в первую колонну 9 поступает 610 или 680 кг/ч льда, а во вторую колонну 9 - соответственно 120 или 70 кг/ч льда и из этих количеств льда при обдувке стерильным воздухом оттаивает и возвращается в сборник 18 и первый кристаллизатор от 40 до 50 л разведенного концентрата. В третью колонну 9 поступает 30 или 25 кг/ч льда, который полностью растапливается в процессе обдувки, и разведенный концентрат возвращается во второй кристаллизатор.

Всего на испытании предложенного способа и экспериментального образца установки для концентрирования плодово-ягодных соков методом частичного вымораживания израсходовано 1000 л мандаринового сока, содержащего 11,6% сухих веществ и 1000 л яблочного сока, содержащего 12,5%

сухих веществ и получено 240 л концентрированного мандаринового сока с содержанием 48,2% сухих вещество и 215 л концентрированного яблочного сока с содержанием сухих веществ 57,4%. Как показывает материальный баланс, отходы мандаринового сока составляют 3,7%, а яблочного - 4,8%, из них по сухим веществам в мандариновом соке было 0,6% безвозвратных потерь, а в яблочном соке 0,8%. Остальное количество соков возвращается на повторное вымораживание.

Формула изобретения

1.Способ концентрирования соков, предусматривающий замораживание сока путем контакта с газообразным агентом с образованием кристаллов льда, последующее отделение кристаллов от остатков концентрата, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и улучшения качества целевого продукта, замораживание сока осуществляют в восходящем циркулирующем потоке с образованием сферических кристаллов льда, а отделение кристаллов от остатков концентрата осуществляют в однонаправленном потоке воздуха с температурой 16-23°С.

2.Установка для концентрирования соков, содержащая устройство для замораживания сока газообразным хладагентом, состоящее из цилиндрического корпуса с патрубками для подачи и отвода хладагента, патрубками подачи сока и отвода кристаллов льда и концентрата, устройство для отделения кристаллов льда от концентрата, выполненное в виде цилиндрического корпуса, с устройствами для подачи льда и отвода кристаллов, льда и концентрата, отли- чающаяся тем, что, с целью повышения выхода и улучшения качества целевого продукта, цилиндрический корпус устройства для замораживания сока установлен вертикально и содержит коаксиально установленный отрезок трубы, связанный с патрубком подачи газообразного хладагента одним концом и имеющим отражательный зонт на другом, а устройство для отделения кристаллов льда от концентрата представляет собой вертикальную колонну с крышкой, выполненной в виде бакфильтра и с входным патрубком в ее верхней части, связанным с корпусом устройства для замораживания, и имеет наклонное днище, выполненное в виде люка, при этом устройство для замораживания сока и устройство для отделения кристаллов льда от концентрата связаны между собой с образованием замкнутого контура для возврата отделенного конденсата.

3.Установка по п. 2, отличающаяся тем, что она снабжена вакуум-сборником, связанным с патрубком отвода конденсата.

Нонцентрат

Изобретение относится к консервной промыщленности, а именно к способам и устройствам для концентрирования плодово- ягодных соков частичным вымораживанием. Целью изобретения является повыщение выхода и улучшение качества целевого продукта. В способе замораживание сока осуществляют в восходящем циркулирующем потоке с образованием сферических кристаллов льда, а отделение кристаллов от остатков концентрата осуществляют в однонаправленном потоке воздуха с температурой 16-23°С. Установка содержит цилиндрической корпус устройства для замораживания сока, установленный вертикально и коаксиально, установленный в нем отрезок трубы, связанный с патрубком подачи газообразного хладагента одним концом и имеющим отражательный зонт на другом. Устройство для отделения кристаллов льда от концентрата представляет собой вертикальную колонну с крышкой, выполненной в виде бакфильтра и с входным патрубком в ее верхней части, связанным с корпусом устройства для замораживания. Днище устройства выполнено наклонным в виде люка. При этом устройство для замораживания сока и устройство для отделения кристаллов льда от концентрата связаны между собой с образованием замкнутого контура для возврата отделенного конденсата. Кроме того, установка снабжена вакуум- сборником, связанным с патрубком отвода конденсата. 2 с. и 1 з.п.ф-лы, 2 ил. (Л ho оо 4; со N5

Концентрат,